白金触媒付加硬化型シリコーン材料が局部的に硬化しない、または表面にべたつきが残る場合は、配合比の誤差、混合不足、実際の温度不足、触媒添加量、原料の保管状態、白金触媒の反応阻害などを確認する必要があります。

特に局部的な硬化不良が発生した場合は、基材、顔料、充填剤、離型剤、工具、ほかの接着剤などから反応阻害物質が持ち込まれていないかを確認してください。直ちに触媒添加量を増やすことは適切ではありません。

付加硬化型シリコーンはどのように硬化するのか？

付加硬化型シリコーンは通常、白金触媒の作用により、ビニル基含有成分と水素含有シロキサンのSi–H基との間で付加反応を起こし、架橋ネットワークを形成します。この反応はヒドロシリル化反応とも呼ばれます。

正常な硬化には、少なくとも次の条件が必要です。

1. ビニル基とSi–H基の比率が適切である

2. 白金触媒の添加量と活性が要求を満たしている

3. A剤、B剤、顔料、充填剤が十分に混合されている

4. 実際の温度と硬化時間が要求を満たしている

5. 原料が適切な状態で保管されている

6. 反応阻害物質による汚染がない

なぜ局部的な硬化不良が発生するのか？

配合比または計量が正確でない

2液型材料では、計量ポンプの誤差、手作業による計量ミス、または一方の成分だけが局部的に残留することにより、反応基の比率が崩れ、完全な架橋ネットワークを形成できなくなる可能性があります。

A剤とB剤の指定配合比は製品によって異なります。すべての製品が1：1とは限りません。必ず対象製品のTDSに従ってください。

混合が不均一

容器の底、角部、撹拌翼の周辺、配管内のデッドゾーンには、十分に混合されていない成分が残りやすくなります。

最後に吐出された材料、ワークの端部、または容器の底部で異常が多く発生する場合は、混合装置、撹拌時間、容器壁面のかき取り、材料の吐出順序を優先的に確認してください。

白金触媒の添加量不足または状態異常

清浄な標準基材上でも硬化が遅く、配合比、混合状態、温度に問題がないことを確認できた場合は、さらに次の項目を調査します。

• 白金触媒の添加量が配合要件を満たしているか

• 触媒が均一に分散しているか

• 保管または取り扱いの不備によって汚染されていないか

• 製品に表示された推奨使用期限を超えていないか

• 硬化抑制剤または遅延剤の添加量が多すぎないか

• 顔料や充填剤によって実際の硬化速度が変化していないか

触媒添加量を適度に増やすことで、一部の系では硬化を速められる可能性があります。しかし同時に、作業可能時間やポットライフが短くなる場合があります。

WACKERの公開資料では、白金触媒の添加量を増やすと硬化速度が上がる一方、材料のポットライフが短くなる可能性が示されています。そのため、試験を行わずに触媒添加量を変更するべきではありません。

白金触媒が反応阻害を受けている

硫黄、窒素、リンを含む一部の物質や有機スズ化合物は、白金触媒による付加反応を阻害する可能性があります。代表的なリスク源には次のものがあります。

• 硫黄を含むゴムおよび加硫製品

• 一部のアミン系硬化剤およびポリウレタン材料

• 有機スズ触媒を使用した縮合硬化型シリコーン

• 一部の離型剤、接着剤、洗浄剤

• 一部の顔料、染料およびその表面処理剤

• 硫黄系または窒素系添加剤で処理された充填剤

• 他材料によって汚染された撹拌工具、ポンプ、配管

「未処理のシリカは必ず硬化を阻害する」と単純に判断することはできません。

実際に確認すべきなのは、シリカやその他の充填剤に、水分、表面処理剤、不純物、付随する添加剤などが含まれているかどうかです。顔料や充填剤を加えないブランク試験によって影響を確認する必要があります。

Dowの公開資料では、窒素含有物質、硫黄含有物質、有機スズ化合物、一部のリン含有物質が、白金触媒付加硬化型シリコーンの潜在的な反応阻害物質として挙げられています。

WACKERも、硫黄含有材料、可塑剤、ポリウレタン、アミン、有機金属化合物が付加硬化型シリコーンゲルの硬化に影響する可能性を示しています。未知の基材については、事前に小規模な適合性試験を行うことが推奨されています。

実際の温度が不足している

硬化速度は、オーブンの設定温度だけで決まるものではありません。次の要因にも影響されます。

• シリコーン層の厚さ

• ワークの寸法

• 基材の熱伝導性

• ワークの熱容量

• シリコーン材料内部の実際の温度

• オーブンの投入量と温度均一性

大型の金属部品や放熱の速い部品では、シリコーン材料の昇温に時間がかかる可能性があります。

この場合は、装置の表示温度だけで判断せず、シリコーン層またはワークの実温度を測定してください。

原料の保管状態が適切でない

白金触媒、水素含有成分、および調製済みのA剤とB剤は、各製品で指定された温度、密閉、防汚条件に従って保管する必要があります。

原因調査では、次の項目を確認してください。

• 包装が長時間開放された状態になっていなかったか

• 高温環境で保管されていなかったか

• アミン、硫黄含有物質、リン含有物質と接触していなかったか

• ラベルに表示された推奨使用期限を超えていないか

• 粘度、色、分離状態、反応速度に変化がないか

WACKERの公開資料では、関連する付加硬化型シリコーンゲルを涼しく乾燥した場所に保管することが推奨されています。

ラベルの日付を過ぎたからといって、製品が必ず使用できなくなるわけではありません。ただし、必要な性能を再試験する必要があります。

そのため、「原料が吸湿した、または期限を超えた場合は必ず使用不能になる」と断定するべきではありません。対象製品のTDS、SDS、保管記録、再試験結果に基づいて判断してください。

汚染と配合のどちらが原因かを判断する方法

次の対照試料を同時に作製することを推奨します。

1. 清浄なガラス板または金属板上で、標準配合比に従って硬化させる

2. 顧客が実際に使用する基材上で硬化させる

3. 現在使用している工具と配管を通して試料を採取する

4. 新しい清浄な工具を使用して試料を採取する

5. 疑わしい顔料または充填剤を加えないブランク試料を作製する

6. 推奨使用期限内で、保管記録に問題のない原料を使用して対照試料を作製する

標準基材上でブランク配合が正常に硬化する一方、特定の顔料や充填剤を加えた場合、または実際の基材に接触した場合にべたつきが発生するのであれば、その変数を重点的に調査してください。

すべての試料で硬化が遅い場合は、配合比、触媒添加量、原料の状態、硬化抑制剤の量、実際の温度を引き続き確認する必要があります。

よくある誤り

• 硬化不良を確認すると、すぐに白金触媒を増量する

• A剤とB剤の比率だけを確認し、混合の均一性を確認しない

• 縮合硬化型シリコーンと付加硬化型シリコーンで工具や配管を共用する

• 顔料、充填剤、その表面処理剤の影響を無視する

• 表面のべたつきは必ず硬化時間不足が原因だと判断する

• 推奨使用期限を超えた原料を再試験せずに使用する

• 適合性試験を行わず、新しい基材に対して量産規模のポッティングを行う

• オーブン温度だけを記録し、ワークの実温度を測定しない

推奨する原因調査手順

ステップ1： 製品ロット、指定配合比、実際の計量記録を確認します。

ステップ2： 混合のデッドゾーン、撹拌時間、計量装置、材料の吐出順序を確認します。

ステップ3： 白金触媒と硬化抑制剤または遅延剤の実際の添加量を照合します。

ステップ4： 原料の保管温度、密閉状態、推奨使用期限、開封記録を確認します。白金触媒含有成分と水素含有成分が汚染されていないことを確認し、推奨使用期限を超えた場合は使用前に再試験を行います。

ステップ5： 清浄な標準基材上でブランク対照試料を作製し、実際の基材と疑わしい顔料・充填剤を個別に試験します。

ステップ6： 離型剤、接着剤、手袋、工具、ポンプ、配管から持ち込まれる可能性のある汚染を項目ごとに調査します。

ステップ7： シリコーン層またはワークの実温度、硬化時間、硬化装置内の位置を記録します。

ステップ8： 対照試験の結果に基づき、原料、触媒、硬化抑制剤、または工程条件を調整します。

有機シリコーン産業のサプライチェーン全体をカバーするソリューションプロバイダーである IOTA SILICONE OIL (Anhui) CO., LTD. は、ビニルシリコーンオイル、水素含有シリコーンオイル、白金触媒、硬化抑制剤、シリカ、その他の関連シリコーン材料を用いた配合候補の選定をサポートできます。

具体的な配合比、保管条件、硬化条件は、対象製品の技術資料および顧客の実際の系で得られた検証結果に基づいて決定する必要があります。

よくある質問

白金硬化型シリコーンが硬化しないのは、触媒の添加量が少ないからですか？

必ずしもそうではありません。配合比の誤り、混合不足、温度不足、原料状態の異常、硫黄・窒素含有物質や有機スズ化合物による汚染も、硬化不良の原因になります。

どのような場合に白金触媒の添加量を調整できますか？

清浄な基材上の対照試料でも硬化が遅く、配合比、混合状態、温度、原料状態に問題がない場合は、触媒添加量が少なすぎないかを確認できます。

調整前に、触媒を増量すると作業可能時間が短くなる可能性も考慮してください。

基材と接触する面だけが硬化しないのはなぜですか？

材料内部は正常に硬化している一方、接触面だけに長期間べたつきが残る場合は、基材表面の離型剤、洗浄剤、接着剤、可塑剤、その他の潜在的な反応阻害物質を優先的に調査してください。

顔料やシリカは白金触媒による硬化に影響しますか？

影響する可能性はありますが、一概には判断できません。

顔料や充填剤に含まれる水分、不純物、表面処理剤、付随する添加剤を重点的に確認し、顔料・充填剤を加えないブランク試料と比較してください。

加熱すれば触媒被毒を解決できますか？

保証できません。温度を上げることで正常な系の反応を速めることはできますが、汚染源の調査に代わるものではありません。また、製品で指定された工程温度範囲を超えてはいけません。

縮合硬化型シリコーンと付加硬化型シリコーンで工具を共用できますか？

十分な洗浄と検証を行わずに共用することは推奨されません。一部の縮合硬化型シリコーンに使用される有機スズ触媒が、白金触媒付加硬化系に影響する可能性があります。

基材が硬化を阻害しているか、すぐに確認する方法はありますか？

同一ロットの材料を使用し、清浄な標準基材と実際の基材上にそれぞれ対照試料を作製します。配合比、シリコーン層の厚さ、硬化条件を同一にしてください。

推奨使用期限を超えた原料は必ず廃棄する必要がありますか？

必ずしも廃棄する必要はありません。

推奨使用期限を超えた場合は、製品要件に従って粘度、外観、硬化速度、最終性能を再試験してください。要求を満たしていることを確認してから、使用可否を判断します。

局部的に硬化していない材料をそのまま使用できますか？

正式な用途にそのまま使用することは推奨されません。

未硬化部分では、機械的強度、耐熱性、電気絶縁性、長期信頼性が不足する可能性があります。原因を特定し、検証済みの工程に従って再施工してください。

すべての付加硬化型シリコーンで、A剤とB剤の配合比は1：1ですか？

いいえ。指定配合比は製品によって異なります。対象製品のTDSに記載された質量比または体積比に必ず従ってください。